Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. С. 40-56

Многолетние изменения дистанционно измеренных характеристик экосистем бассейна реки Луги как реакция на техногенное воздействие

А.Б. Манвелова 1 , А.В. Киселев 1 , Г.М. Неробелов 1, 2 , М.С. Седеева 1, 2 , В.В. Петухов 1 , А.Г. Махура 3 , И.В. Дроздова 4 , В.И. Горный 1 
1 Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН СПб ФИЦ РАН, Санкт-Петербург, Россия
2 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
3 Университет Хельсинки, Институт исследования атмосферных и наземных систем, Хельсинки, Финляндия
4 Ботанический институт имени В.Л. Комарова РАН, Санкт-Петербург, Россия
Одобрена к печати: 02.08.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-40-56
За период 2000–2021 гг. проведён детальный анализ многолетних изменений различных дистанционно картируемых характеристик для изучения реакции экосистем на техногенное воздействие. Выявлены основные техногенные факторы, влияющие на состояние здоровья экосистем в бассейне р. Луги. Для этого по материалам спутниковой съёмки и результатам математического моделирования построен комплект цифровых карт трендов дистанционно измеренных характеристик экосистем. Показано, что анализ трендов характеристик экосистем, картируемых спутниками EOS среднего пространственного разрешения, позволяет с наименьшими, по сравнению с анализом спутниковых материалов высокого пространственного разрешения, трудозатратами выявить локальные участки, подвергшиеся техногенному воздействию. Отмечено, что региональные закономерности реакции экосистем на техногенное воздействие наиболее ярко проявляются в изменениях температуры подстилающей поверхности. Вместе с тем локальные участки реакции экосистемы на техногенное воздействие могут быть выявлены по вегетационному индексу и термодинамическому показателю нарушенности экосистем. Анализ цифровых карт дистанционно измеряемых характеристик показывает, что существенным региональным фактором техногенного воздействия на экосистемы западной части бассейна р. Луги выступает трансграничный атмосферный перенос токсикантов от источников (из труб эстонских ГРЭС), расположенных в районе г. Нарвы.
Ключевые слова: бассейн реки Луги, техногенное воздействие, спутниковая съёмка, дистанционно измеряемые характеристики экосистем, реакция экосистем
Полный текст

Список литературы:

  1. Барталев С. А., Егоров В. А., Ершов Д. В., Исаев А. С., Лупян Е. А., Плотников Д. Е., Уваров И. А. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 4. С. 285–302. URL: http://d33.infospace.ru/d33_conf/2011v8n4/285-302.pdf.
  2. Вантеева Ю. В., Пузаченко Ю. Г., Сандлерский Р. Б. Оценка термодинамических переменных геосистем северо-восточного Прибайкалья на основе мультиспектральной дистанционной информации // Изв. Российской акад. наук. Сер. геогр. 2017. № 6. С. 99–116. DOI: 10.7868/S0373244417060093.
  3. Горный В. И., Крицук С. Г., Латыпов И. Ш. Термодинамический подход для дистанционного картографирования нарушенности экосистем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 2. С. 179–194. URL: http://d33.infospace.ru/d33_conf/2011v8n2/179-194.pdf.
  4. Горный В. И., Крицук С. Г., Латыпов И. Ш., Храмцов В. Н. Верификация крупномасштабных карт термодинамического индекса нарушенности экосистем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 4. С. 201–212. URL: http://d33.infospace.ru/d33_conf/sb2013t4/201-212.pdf.
  5. Горный В. И., Киселев А. В., Крицук С. Г., Латыпов И. Ш., Тронин А. А. Термодинамический подход к спутниковому картированию накопленного экологического ущерба лесных экосистем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 4. С. 124–136. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-4-124-136.
  6. Горный В. И., Киселев А. В., Крицук С. Г., Латыпов И. Ш., Тронин А. А. Спутниковое картирование тепловой реакции подстилающей поверхности Северной Евразии на изменение климата // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 155–164. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-155-164.
  7. Еремин В. К., Попова Т. А. Аэрометоды геологических исследований: монография / отв. ред. А. И. Виноградова / М-во геологии СССР. Лаб. аэрометодов. Л.: Недра. Ленингр. отд-ние, 1971. 703 с.
  8. Захожий И. Г., Далькэ И. В., Низовцев А. Н., Головко Т. К. Биоаккумуляция и физиологические реакции растений на техногенное загрязнение среды ртутью // Теорет. и приклад. экология. 2011. № 2. С. 37–44. URL: http://envjournal.ru/ari/v2011/v2/11206.pdf.
  9. Калабин Г. В., Евдокимова Г. А., Горный В. И. Оценка динамики растительного покрова нарушенных территорий в процессе снижения воздействия комбината «Североникель» на окружающую среду // Горный журн. 2010. № 2. С. 74–77.
  10. Калабин Г. В., Моисеенко Т. И., Горный В. И., Крицук С. Г., Соромотин А. В. Спутниковый мониторинг реакции растительного покрова на воздействие предприятия по освоению золоторудного месторождения «Олимпиада», отрабатываемого открытым способом // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. 2013. № 1. С. 177–184. URL: https://www.sibran.ru/upload/iblock/ca0/ca0e138ae5cd7b9ade8e453de194a5a7.pdf.
  11. Калабин Г. В., Горный В. И., Крицук С. Г. Спутниковый мониторинг реакции растительного покрова на воздействие предприятия по освоению Сорского медно-молибденового месторождения // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. № 1. С. 153–161. URL: https://www.sibran.ru/upload/iblock/acd/acd142fd72791bbdba102e1ce7c52851.pdf.
  12. Калабин Г. В., Горный В. И., Крицук С. Г. Оценка состояния окружающей среды территории Качканарского ГОКа по данным спутникового мониторинга // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. 2016. № 2. С. 179–187. URL: https://www.sibran.ru/upload/iblock/d37/d37f3ff7a749724d32511f9cded81219.pdf.
  13. Калабин Г. В., Горный В. И., Давидан Т. А., Крицук С. Г., Тронин А. А. Восстановление тундровой экосистемы после закрытия рудника «Валькумей» на Чукотке // Физико-техн. проблемы разработки полезных ископаемых. 2018. № 2. C. 146–153. DOI: 10.15372/FTPRPI20180216.
  14. Крицук С. Г., Горный В. И., Калабин Г. В., Латыпов И. Ш. Закономерности сезонных циклов вегетационного индекса экосистем в районе Сорского горно-металлургического комплекса // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 1. С. 228–237. URL: http://d33.infospace.ru/d33_conf/sb2013t1/228-237.pdf.
  15. Лупян Е. А., Прошин А. А., Бурцев М. А., Кашницкий А. В., Балашов И. В., Барталев С. А., Константинова А. М., Кобец Д. А., Мазуров А. А., Марченков В. В., Матвеев А. М., Радченко М. В., Сычугов И. Г., Толпин В. А., Уваров И. А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151–170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
  16. Лупян Е. А., Константинова А. М., Кашницкий А. В., Ермаков Д. М., Саворский В. П., Панова О. Ю., Бриль А. А. Возможности организации долговременного дистанционного мониторинга крупных источников антропогенных загрязнений для оценки их влияния на окружающую среду // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 1. С. 193–213. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-1-193-213.
  17. О состоянии окружающей среды в Ленинградской области: информационно-аналит. сб. / Комитет по природным ресурсам Ленинградской обл. СПб., 2012. 320 с.
  18. Об экологической ситуации в Ленинградской области в 2020 году / Администрация Ленинградской обл.; Комитет по природным ресурсам Ленинградской обл. СПб., 2021. 264 с.
  19. Обзор санитарного и лесопаталогического состояния лесов Ленинградской области за 2019 год и прогноз на 2020 год. СПб., 2020. 227 с. URL: http://czlspb.ru/page/332.
  20. Пузаченко Ю. Г., Сандлерский Р. Б., Кренке А. Н., Пузаченко Ю. М. Мультиспектральная дистанционная информация в исследовании лесов // Лесоведение. 2014. № 5. С. 13–29. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_22120945_78359353.pdf.
  21. Состояние окружающей среды в Ленинградской области: информационно-аналит. сб. / Комитет по природным ресурсам Ленинградской обл. СПб., 2019. 449 с.
  22. Схема комплексного использования и охраны водных объектов бассейна реки Луга и рек бассейна Финского залива от северной границы бассейна реки Луга до южной границы бассейна реки Невы. Кн. 1. Общая характеристика бассейна реки Луги и рек бассейна Финского залива от северной границы бассейна реки Луги до южной границы бассейна реки Невы. 2015. 117 с. URL: http://www.nord-west-water.ru/upload/skiovo/luga_132/skiovo_luga_132_book_1.pdf.
  23. Титов А. Ф., Казнина Н. М., Таланова В. В. Тяжелые металлы и растения. Петрозаводск: КНЦ РАН, 2014. 194 с.
  24. Шовенгердт Р. А. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений: пер. с англ. / пер. А. В. Кирюшина, А. И. Демьяникова. М.: Техносфера, 2010. 560 с.
  25. Янин Е. П. Горючие сланцы и окружающая среда (экологические последствия добычи, переработки и использования). М.: ИМГРЭ, 2003. 86 с. URL: https://www.geokniga.org/bookfiles/geokniga-goryuchie-slancy-i-okruzhayushchuyu-sreda.pdf.
  26. Baklanov A., Korsholm U. S., Nuterman R., Mahura A., Nielsen K. P., Sass B. H., Rasmussen A., Zakey A., Kaas E., Kurganskiy A., Sørensen B., González-Aparicio I. Enviro-HIRLAM online integrated meteorology-chemistry modelling system: strategy, methodology, developments and applications (v7.2) // Geoscientific Model Development. 2017. V. 10. P. 2971–2999. DOI: 10.5194/gmd-10-2971-2017.
  27. Jorgensen J. S., Svirezhev Yu. M. Towards a Thermodynamic Theory for Ecological Systems. Oxford: Elsever, 2004. 366 p.
  28. Kholodova V., Volkov K., Abdeyeva A., Kuznezov V. Water status in Mesembryanthemum crystallinum under heavy metal stress // Environmental and Experimental Botany. 2011. V. 71. P. 382–389. URL: https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2011.02.007.
  29. Kuhi-Thalfeldt R., Kuhi-Thalfeldt A., Valtin J. Estonian electricity production scenarios and their CO2 and SO2 emissions until 2030 // WSEAS Trans. Power Systems. 2010. V. 5. Iss. 1. P. 11–21.
  30. Li C., Krotkov N. A., Leonard P. OMI/Aura Sulfur Dioxide (SO2) Total Column L3 1 day Best Pixel in 0.25 degree × 0.25 degree V3. Greenbelt, MD, USA: Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center (GES DISC), 2015. DOI: 10.5067/Aura/OMI/DATA3008.
  31. Lippmaa E., Maremäe E. Uranium production from the local Dictyonema shale in North-East Estonia // Oil Shale. 2000. V. 17. No. 4. P. 387–394.
  32. PuzachenkoY., SandlerskyR., Sankovski A. Methods of Evaluating Thermodynamic Properties of Landscape Cover Using Multispectral Reflected Radiation Measurements by the Landsat Satellite // Entropy. 2013. V. 15. Iss. 9. P. 3970–3982. DOI: 10.3390/e15093970.
  33. Puzachenko Y. G., Sandlersky R. B., Krenke A. N., Olchev A. Assessing the thermodynamic variables of landscapes in thesouthwest part of East European plain in Russia using the MODISmultispectral band measurements // Ecological Modelling. 2016. V. 319. P. 255–274. DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2015.06.046.
  34. Running S. W., Mu Q., Zhao M. Moreno A. User’s Guide MODIS Global Terrestrial Evapotranspiration (ET) Product (MOD16A2/A3 and Year-end Gap-filled MOD16A2GF/A3GF) NASA Earth Observing System MODIS Land Algorithm (For Collection 6). Version 2.0. 2019. 36 p. URL: https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/missions-and-measurements/modis/MOD16UsersGuideV2.02019.pdf.
  35. Vaasma T., Kiisk M., Meriste T., Tkaczyk A. H. The enrichment of natural radionuclides in oil shale-fired power plants in Estonia — The impact of new circulating fluidized bed technology // J. Environmental Radioactivity. 2014. V. 129. P. 133–139. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2014.01.002.
  36. Zhou Z. F., Ou J., Li S. H. Ecological Accounting: A Research Review and Conceptual Framework // J. Environmental Protection. 2016. V. 7. No. 5. P. 643–655. DOI: 10.4236/jep.2016.75058.